多晶硅铸锭中的杂质和缺陷

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1、河南科技大学毕业设计(论文)多晶硅铸锭中的杂质和缺陷摘要铸造多晶硅目前已经成功取代直拉单晶硅而成为最主要的太阳能电池材料。铸造多晶硅材料中高密度的杂质和结晶学缺陷(如晶界，位错，微缺陷等)是影响其太阳能电池转换效率的重要因素。本文综合了多组关于铸造多晶硅中的原生杂质及缺陷以及少子寿命的分布特征研究文献得到的主要结论如下：硅锭底部及顶部区域内高浓度的铁、氧等杂质为影响少子寿命值的关键因素。此外，通过择优腐蚀结合光学显微镜以及红外扫描仪研究硅中的缺陷形态及密度分布。结果显示位错密度大体上呈现从硅锭底部向硅锭顶部逐渐增加的趋势。关键词：铸造多晶硅，氧，碳，铁，位错，少子寿命22河南科技大学毕业设计

2、(论文)DefectsandImpuritiesinCast-GrownPolycrystallineSiliconSubstratesABSTRACTCurrently,castmulticrystallinesiliconhasreplacedmonocrystallinesiliconasthemainphotovoltaicmaterials.Highdensityofimpurities，suchasoxygen，carbonandiron，anddefects，suchasdislocationsandgainboundaries，playacrucialroleonthedeg

3、radationofmc-sisolarcellsperformance.InthisthesisThemainresultsareasfollows：Thehighconcentrationofimpuritiessuchasironandoxygen，whichcaninduceelectricallyactiverecombinationcenters，isbelievedtoberesponsibleforthe1ifetimereductioninthetwosidesoftheingot．Further，thedefectsinmc—siwereobservedbybothOMc

4、ombinedwithselectiveetchingandSIRM．WefoundthatasexpectedduetotherapidcoolingthatoccursthereattheendofthecastingprocessKEYWORDS：mc-Si,oxygen,carbon,iron,dislocation,minoritycarrierlifetime22河南科技大学毕业设计(论文)目录第一章绪论1§1.1太阳能电池1§1．2多晶体硅太阳电池2§1．3多晶硅材料3第二章多晶硅材料杂质及缺陷4§2.1引言4§2.2铸造多晶硅中的主要杂质4§2.2.1氧4§2.2.2碳5§2

5、.2.3过渡族金属5§2.3铸造多晶硅中的缺陷6§2.3.1晶界6§2.3.2位错7§2.2.3应力10§2.3多晶硅锭中杂质的分布特性10§2-4小结13第三章铸造多晶硅的工艺研究14§3.1引言14§3.2硅片的少子寿命及其影响因素14§3.3磷扩散吸杂15§3.3.1实验样品及过程16§3.3.2实验结果与讨论16§3.4钝化工艺17§3.5小结18总结19参考文献20致谢2222河南科技大学毕业设计(论文)第一章绪论§1.1太阳能电池随着世界经济的发展，能源问题和环境问题显得越来越重要，直接关系到社会经济的可持续发展。常规能源的的局限性、有限性、不可再生性和对坏境的污染使得人们认识到

6、开发利用可再生的清洁能源便成为一种非常重要的途径。太阳能是最重要的清洁的可再生能源。目前，世界各国对太阳能利用的集中在光伏与光热两个方面。人类对光伏的认识可以追述到1839年法国科学家E．Becquerel发现液体的光生伏特效应，即光伏现象。至今已有160多年的历史[1]。但是对太阳电池的实际应用起到决定性作用的是美国贝尔实验室三位科学家关于单晶硅太阳电池的研制成功，在太阳电池发展史上起到了里程碑的作用[2]。至今为止，太阳电池的转换效率得到了很大的提高，工艺也不断的优化。表1-1给出了太阳电池的发展历程。但是太阳电池的基本结构和机理还没有改变，太阳电池还是利用P—N结形成由N区指向P区的内

7、建电场分离由于太阳辐射产生的电子一空穴对，即半导体的光生伏特效应将太阳辐射直接转换为电能。表1-1太阳电池的发展历程时间科研人员/团队主要贡献1954D.M.chapin等报道效率为4.5%单晶硅太阳能电池1957Hoffman电子单晶硅电池效率达到8%1976RCA实验室研究出非晶硅电池，效率达1%-2%1991Gratzel纳米TiO燃料敏化太阳能电池效率达到7%1999M.A.ContreasCIS电池